两束光反方向飞行，它们的相对速度是光速还是两倍光速？都不是！

爱因斯坦的相对论，想必大家都有所耳闻，你可能不理解相对论的内容，但肯定都听说过。狭义相对论中有一个重要概念：光速限制。任何物体的速度都不可能超过光速。

那么两个物体之间的相对速度能超过光速吗？比如说，有两束光，分别朝着反方向飞行，它们之间的速度是两倍光速吗？

有的人可能会想当然地认为，既然光速是每秒299,792公里，那么两个光源朝着相反的方向以同样的速度运动，它们之间的相对速度应该是光速的两倍，即每秒599,584公里吧。然而实际上并非如此！

根据爱因斯坦提出的狭义相对论中的“光速不变原理”，无论观察者如何移动，光速始终保持为一个常数。这就意味着，在任何一个惯性系中观测，光速都是相同的。所以，即使有两个光源朝相反方向运动，它们之间的相对速度应该仍然是每秒约30万公里。

这个结论可能让你感到困惑，因为这似乎违反了我们常识中对于速度叠加的理解。在日常生活中，当我们骑自行车迎面遇到另一辆自行车时，我们可以简单地将双方的速度相加来估算相遇速度。但是，在光的世界里，这种普通的速度叠加法则，也就是伽利略变化失效了。

这里涉及到另一个概念：洛伦兹变换。这是一个描述物体在高速运动状态下其时间和空间坐标发生变化的数学公式。当物体接近光速运动时，它的长度会收缩，时间也会变慢时间膨胀效应或者钟慢效应。按照洛伦兹变换公式计算，两束光的相对速度仍旧是光速。

说白了，伽利略变换的结果，仅适用于低速宏观世界。对于接近光速运动的物体，伽利略的误差就很大了，需要用更精确的洛伦兹变换。伽利略变换其实就是我们平时用的速度叠加，用公式表达就是V=V1+V2。

当v1和v2远远小于c时，洛伦兹变换退化成伽利略变换，才回到我们的经典物理世界！之所以出现这样违背常识的结论，本质原因在于我们常识认为时间和空间是绝对的，也就是牛顿力学的绝对时空。

但是实际上，相对论指出，时间和空间并非一成不变，宇宙被描述为四维的时空，时空和物体的运动速度相关，并满足洛伦兹变换不变性。

所以，两束反方向飞行的光，相对速度是光速，而不是两倍光速？

其实，无论是光速还是两倍光速，都不对，因为光速运动的参考系是没有意义的！也就是说，光是不能作为参照系的。对于光来讲，并不是说时间静止，而是完全没有时间概念，当然也没有空间概念。

连时间和空间都不存在了，当然就不能作为参照系了。

而从量子力学的角度分析，光具有波粒二象性，具有不确定性，这种特性也决定了光不能作为参照系。

因此，计算两束光的相对速度，其实是没有答案的，也是没有意义的！

完。